Stromerzeugung

Global gedacht: Produktion von grünem Wasserstoff in großem Stil möglich

/ astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

Günstige Standorte für die Produktion von grünem Wasserstoff

 Wasserstoff muss keine Luftnummer werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) haben ermittelt, dass es mit der Perspektive 2050 weltweit ausreichend günstige Standorte für die Produktion von grünem Wasserstoff gibt. Ein Online-Tool bietet konkrete Informationen zu Produktionsbedingungen und Kosten für alle Länder im Vergleich.

Grüner Wasserstoff gilt als Lösung für viele offene Fragen der Energiewende. Allerdings bringt er selbst die grundlegende Frage mit sich, ob es überhaupt realistisch ist, entsprechende Mengen zu erzeugen. Hintergrund des Zweifels an einer Verfügbarkeit in großen Mengen, ist der hohe Energiebedarf eines Elektrolyseurs. Wird dieser mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, bedeutet dies, dass zunächst große Mengen von Sonnen- und Windstrom erzeugt werden müssen.

Ein Gruppe von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat weltweit 600 Standorte für Power-to-X (PtX) analysiert und kommt zu einer optimistischen Einschätzung. Die Analyse hat ergeben, das außerhalb Europas langfristig etwa 109.000 Terrawattstunden flüssiger grüner Wasserstoff produziert werden kann.

Energieeffizienz, Elektrifizierung mit grünem Wasserstoff kombinieren

Grundsätzlich gehen die Wissenschaftler davon aus, dass Strom auch künftig prioritär direkt genutzt werden sollte. Für Anwendungen, in denen das nicht möglich ist, kann Wasserstoff fossile Energieträger ersetzen.

Rechnet man die zur Verfügung stehenden Mengen nach dem heutigen Anteil an der Weltbevölkerung auf Deutschland herunter, stehen 770 Terawattstunden Wasserstoff zur Verfügung. »Das genügt, um den verbleibenden Brenn- und Kraftstoffbedarf zu decken – vorausgesetzt, Energieeffizienz und direkte Stromnutzung haben jederzeit absoluten Vorrang«, erläutert Norman Gerhardt, Leiter Energiewirtschaft und Systemanalyse, Fraunhofer IEE.

Unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien wie ausreichender Wasserverfügbarkeit und dem soziökonomischen Rahmen kommen viele Standorte für eine Wasserstofferzeugung in Betracht. Besonders günstige Standorte gibt es in den USA, Australien, Argentinien und Russland. Chile und Kanada weisen ebenfalls ein gutes Potenzial auf.

Auch näher an Europa gelegene Staaten wie Ägypten oder Libyen wären prinzipiell in der Lage, große PtX-Volumina zu liefern – und auch grünen gasförmigen Wasserstoff, da die Transportstrecken vergleichsweise kurz sind. In diesen Ländern seien die sozioökonomischen Bedingungen jedoch schlechter, so dass die Investitionsrisiken und damit die Finanzierungskosten höher wären.

Nachhaltigkeit für PtX-Standorte berücksichtigt

Untersucht wurde das Potenzial für Photovoltaik- und Onshore-Windanlagen in Kombination mit Elektrolyseuren und Transportmöglichkeiten für flüssigen Wasserstoff per Schiff. Ausgeschlossen wurden dabei Orte, an denen es zu Konflikten mit dem Naturschutz oder der Nahrungsmittelproduktion kommen könnte.

Der PtX-Atlas ist als interaktives online-Tool erschienen und steht kostenlos auf der Website des Projektes zur Verfügung. Die Arbeiten sind im Rahmen des Forschungsprojektes DeV-KopSys erfolgt, das durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit gefördert wurde. Der Überblick soll als Orientierung dienen, welche Regionen sich längerfristig zu Energieschwerpunkten entwickeln und über eine Energiepartnerschaft gefördert werden könnten.

Der PtX-Atlas ist ab dem 1. Juni 2021 online: https://devkopsys.de/ptx-atlas/

Bildnachweis: Fraunhofer IEE

 

Akzeptieren und mitmachen: Die Europäische Idee einer Energieversorgung durch Bürger

/ astridsonjafischer / 2 Kommentare
Selbstversorgung einer Wohnsiedlung in Amsterdam

Energiegemeinschaft Schoonship in Amsterdam / Bildquelle: Isabel Nabuurs http://www.isabelnabuurs.nl

Energy community – der Begriff klingt gut, die Bedeutung bleibt zunächst wage. Dahinter steht eine Vielzahl von Organisationsformen stehen, die sich derzeit etablieren und sehr unterschiedliche Mitglieder haben. Die EU sieht in solchen Gemeinschaften einen Weg, die Energiewende in der Gesellschaft zu verankern. Auf einer Online-Veranstaltung der österreichischen Initiative „Mission Innovation Austria“ wurde über die unterschiedlichen Ausprägungen in den EU-Mitgliedsstaaten diskutiert.

In den Anfängen wurde die Energiewende vom Mut und dem Engagement einzelner Individualisten und Gruppierungen getrieben, die sich persönlich stark eingebracht haben. Inzwischen ist der Klimaschutz im „Mainstream“ von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft angekommen. Dabei hat der Transformationsprozess an Dynamik verloren. Im Gegenteil: Nun sind es oft die Anwohner, die gegen den Ausbau von erneuerbaren Energien protestieren. Restriktive Abstandsregelungen für Windkraftwerke und eine Mengenbeschränkung für Solaranlagen bremsen Investoren.

Energiewende für alle: Smarter Consumer, Smarter Kunde, Smarter Bürger

Sowohl im regulatorischen Rahmen als auch in den Anwohnerprotesten spiegelt sich das Grundproblem der Energiewende: Es fehlt an Akzeptanz für neue Infrastrukturprojekte. Damit wird deutlich, dass die Energiewende nicht gegen die Gesellschaft vorankommen kann. Nicht nur Unternehmen, auch Bürger und Wähler müssen den Transformationsprozess mittragen. Neudeutsch heißt das „smart“ werden.

Weiterlesen →

PPA in Nordeuropa: Windstrom für Rechenzentren und energieintensive Industrie

/ astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

PPA_Grafik

Ökostrom direkt vom Erzeuger beziehen? Viele Unternehmen schließen inzwischen mit Anlagenbetreibern von Wind- und Solarparks langfristige Lieferverträge sogenannte Power Purchase Aggreement (PPA) ab. Die größten Kapazitäten werden derzeit von der Aluminium- und IT-Industrie kontrahiert. Dies geht aus dem aktuellen Report „Financing and Investments Trends“ für die Windindustrie in Europa hervor.  

Zu den großen Abnehmern von erneuerbarem Strom über PPA zählen energieintensive Unternehmen wie Aluminiumschmelzen und Datencenter. Die größten Volumen kontrahierten im Jahr 2019 Norsk Hydro, Google, Alcoa, Amazon Web Services, Dutch Railway: Vivens, Facebook, Microsoft und BT Group.

Hauptmotivation: Energiekosten senken

Viele Industrieunternehmen setzen auf PPA, um sich große Mengen kostengünstigen Strom aus erneuerbaren Energien langfristig zu sichern. Für die industriellen Stromverbraucher sind PPA leichter zu realisieren, als selbst eine Anlage zu betreiben. Nach einer Untersuchung von 1.200 Unternehmen in sechs Ländern im Auftrag des Unternehmens BayWa stand bei 92% der Befragten die Reduzierung der Energiekosten im Vordergrund.

Auch für die Betreiber der Wind- und Photovoltaik-Anlagen bringt ein langfristiger Direktvertrag Vorteile. Durch die Abnahmegarantie über einen langen Zeitraum, sinkt das Risiko und das Projekt lässt sich günstiger finanzieren. Mit zunehmendem Auslaufen der bisher üblichen staatlichen Förderung für erneuerbare Energien werden PPA an Bedeutung gewinnen.

Weiterlesen →

Kosteneffiziente Lösungen für politische Entscheidungen

/ astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar
Stefan Kapferer, CEO, 50Hertz Transmission im Interview

Stefan Kapferer: Die Energiewende wird immer stärker zur unternehmerischen Herausforderung. (Bildquelle: 50Hertz/Jan Pauls)

Seit Ende 2019 führt Stefan Kapferer den Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz Transmission und bringt seine Erfahrungen aus früheren Tätigkeiten – zuletzt beim Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) – ein. Damit hat sich seine Perspektive auf die Energiewende verändert. Im Gespräch erläutert er, wie sich die aktuellen politischen Weichenstellungen auf die Unternehmensstrategie auswirken werden. Das vollständige Interview ist in der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 2/2020 erschienen und hier auch online abrufbar.

Kapferer betont, dass die Energiewende nun immer stärker zu einer unternehmerischen Herausforderung werde. Im Unternehmen seien die Auswirkungen der Energiepolitik konkret in ihren betriebswirtschaftlichen Konsequenzen spürbar. Er hat sich zum Ziel gesetzt, kosteneffiziente Lösungen für ein bestimmtes politisches Ziel zu finden und so die Interessen des Unternehmens und der Gesellschaft zu verbinden. 

Ausstieg aus der Kohleverstromung veRändert die Erzeugungszentren

Derzeit stellt sich mit dem beschlossenen Ausstieg aus der Kohleverstromung für 50Hertz die zentrale Frage, wie sich der Großkraftwerkspark im Netzgebiet entwickelt. Kapferer geht davon aus, dass gemäß den Empfehlungen der Kohlekommission erste Maßnahmen für das Lausitzer Revier für Mitte der 20er Jahre und für das Mitteldeutsche Revier noch später vorgesehen sind. Wichtig sei nun eine Diskussion über sichere Ersatzkapazitäten.

Weiterlesen →

Genehmigungen von Windanlagen sind Einzelfallentscheidungen

/ astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar
imon Schäfer-Stradowsky, Geschäftsführer des Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM)

Simon Schäfer-Stradowsky: Wir brauchen einen Windentwicklungsplan. (Bildquelle: IKEM)

Die Rechtsunsicherheit bei Windkraftprojekten ist groß. Nur ein kleiner Teil der geplanten Projekte wird überhaupt realisiert. Kleinteilige Zuständigkeiten und vielfältige Klagemöglichkeiten führen dazu, dass jede Genehmigung letztlich auf Einzelfallentscheidungen beruht. In der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft Ausgabe 11-12 erläutert Simon Schäfer-Stradowsky, Geschäftsführer des Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM), welche Wege zu mehr Klarheit führen.

Die Windenergie an Land soll nach den Vorgaben der Bundesregierung eine der wesentlichen Säulen des künftigen Energiesystems werden. Seit diesem Jahr kommen aber kaum noch neue Projekte an den Start. Als einen Grund dafür nennt Schäfer-Stradowsky, dass die Belange von Klima- und Artenschutz kollidieren. Ausgerechnet Umweltverbände, die eigentlich die Energiewende befürworteten, klagten gegen den Ausbau der Windenergie an Land.

Vielzahl von Vorschriften verunsichert

Eine Vielzahl von Vorschriften und Auslegungsspielräume durch die Behörden mache Investitionsprojekte angreifbar. Oft gehe es um eine Abwägung zwischen dem Schutz der Tierwelt in der unmittelbaren Umgebung und der Verhinderung der Erderwärmung, die den Lebensraum für Mensch und Tier global bedroht. Zudem hänge die Genehmigung von artenschutzfachlichen Einschätzungen ab. Es gäbe viele Einzelfallentscheidungen und unklare Maßstäbe. Das schaffe große Unsicherheit bei Projektierern, Behörden und Gerichten. Weiterlesen →

„Wir brauchen leistungsstärkere Anlagen für die bestehenden Standorte“

/ astridsonjafischer / Hinterlasse einen Kommentar

Hermann Albers, Präsident Bundesverband Windenergie

Hermann Albers, Präsident Bundesverband Windenergie, erläutert, weshalb bestehende Windparks durch leistungsstärkere ersetzt werden sollten. (Bildquelle: BWE)

Der Ausbau von Windenergieanlagen an Land ist ein zentraler Baustein, um die Energieerzeugung zu dekarbonisieren. Mehr Windenergie bedeutet aber nicht unbedingt mehr Windräder. Nachdem sich bereits viele Windräder drehen, geht es nun vermehrt darum, die bestehenden Anlagen zu ertüchtigen. Im Interview mit der Zeitschrift netzpraxis erläutert Hermann Albers, Präsident Bundesverband Windenergie (BWE), weshalb es nun um Leistungssteigerungen, Netzanforderungen und Betriebskonzepte geht. 

Die erneuerbaren Energien haben 2018 über 40 Prozent der Stromerzeugung in Deutschland übernommen. Dazu hat die Windenergie an Land mit 111 Terrawattstunden (TWh) etwa hälftig beigetragen. Nach den Zielen der Bundesregierung soll bis 2050 der Strom zu 95 Prozent aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden. Dazu müssen im Jahr 2050 insgesamt 200 GW installierte Windenergieleistung on-shore zur Verfügung stehen, so Albers. Das bedeute einen jährlichen Zubau von 4.700 MW. Im letzten Jahr und auch in den ersten sechs Monaten 2019 wurde dieser Wert allerdings nicht erreicht.

Bis 2020 werden 30.000 Windanlagen an Land benötigt

Für den weiteren Ausbau seien aber nicht unbedingt mehr Standorte erforderlich.  Ende Juni 2019 gab es in Deutschland 29.248 Windanlagen an Land. 2050 werde knapp über 30.000 Windanlagen und 2 Prozent der Landesfläche in jedem Bundesland benötigt, schätzt Albers. Zwar müssten weiterhin neue Gebiete für die Windenergie ausgewiesen werden. Mit dem Auslaufen der Förderung für viele Altanlagen gehe es aber ab 2021 primär um eine Modernisierung und eine Steigerung der Leistung an bestehenden Standorten.

Leistungsstärkere Anlagen können doppelt soviel Strom erzeugen

Die neu installierten Anlagen seien mit der ersten Generation, die heute produziere, nicht mehr vergleichbar, betont Albers. Die Narbenhöhe sei in den letzten 20 Jahren durchschnittlich von 71 auf 132 m gestiegen und der Durchmesser der Rotorblätter durchschnittlich von 58 m auf 118 m. Heute würden neue Anlagen mit einer Leistung von 3 MW und mehr gebaut. Das sei etwa dreimal soviel wie im Jahr 2000. Weitere Technologiesprünge seine absehbar: Die Hersteller kündigen Leistungssteigerungen auf 5 bis 6 MW bis zum Jahr 2050 an. Generell sei davon ausgehen, dass es im Zuge des Repowerings zu einer Halbierung der Anlagenzahl bei einer Verdopplung der erzeugten Strommenge komme. Auch Anwohner befürworteten das Repowering häufig, da eine Reduktion der Anlagen mit einer Flurbereinigung einhergehe. Weiterlesen →